Текст книги "Месторождения и история"

Самое главное, что принесли человечеству месторождения минерального сырья – они обеспечили материальную основу развития цивилизации.

Истории открытия и освоения отдельных месторождений рассказаны в предыдущих главах этой книги. Остается ответить на центральный вопрос, поставленный в ее названии: о предполагаемых механизмах воздействия минеральных месторождений на социальную историю человечества. Важные сами по себе, но побочные по отношению к главной теме проблемы стадийности открытия и освоения минеральных месторождений и изменяющейся роли геологов в этом процессе описаны в главе 2.1; роль горно-металлургических школ в развитии наук о Земле – в главе 2.5.

История людей и история месторождений начинаются одновременно. Само становление биологического вида Homo Sapiens начинается с эксплуатации месторождений поваренной соли (галита) и выпаривания соли из морской воды. Это были первые технические предприятия, спасшие человеческий вид от гибели – «бессолицы». Об этом рассказано в главе 1.2. Именно нужда в этом необходимом продукте питания привела к открытию и освоению первых месторождений и к основанию солеварен – первых технических предприятий в истории.

Первыми объектами применения минерального сырья были строительство жилищ и культовых сооружений и изготовление сосудов для хранения жидкостей (воды, масла, вина), и орудий для обработки материалов, а также изделий и оружия для защиты от врагов. Применение камня для первых двух целей описано в глава 1.1 первой части настоящей книги. В связи с большой ковкостью меди и трудностями обработки железа в качестве орудий и оружия использовались острые осколки кремня и обсидиана.

Движущей силой этих открытий был самый сильный из инстинктов – инстинкт самосохранения вида. К тому же доисторическому периоду, времени формирования биологического вида, относится и использование в терапевтических целях природных горячих вод (см. глава 1.10).

Последующая история находок и освоения месторождений минерального сырья связана с совершенствованием материалов, из которых изготавливались орудия. Начальный период этого пути характеризовался добычей самородных металлов, используемых для применения орудий и оружия, и так называемых «валютных» металлов, в первую очередь золота, а позднее платины. Нужда в последних была связана с крупнейшим изменением экономики первобытного общества – введением монетного обмена, создавшего возможность свободного развития торговли, а с ней и экономики в целом.

Признанием роли месторождений минерального сырья звучит гордый девиз ассоциации горняков Аляски: «То, что не может быть выращено, должно быть добыто!». Они, месторождения минерального сырья, в буквальном смысле слова создают историю человеческого общества. Но тут надо избежать опасности преувеличения этой роли и попытаться объективно разобрать механизм их влияния на человеческое общество.

Впервые человек столкнулся с минеральными месторождениями в доисторические времена. Чтобы начать свою историю, он должен был уцелеть как биологический вид. Именно минеральные месторождения дали ему необходимые компоненты питания в виде каменной соли, галита, и материал как для строительства жилищ и культовых сооружений, так и для орудий и оружия. Тогда же в ход пошел и другой древнейший материал – глина.

Но истинная эпоха освоения минеральных месторождений началась с одного из величайших изобретений человечества – введения денежного обмена и создания денег. С этим открытием связано использование россыпных месторождений первого из валютных металлов – золота.

Масштабы людских миграций, связанных с открытием золота, огромны – многие десятки тысяч человек – они вполне сопоставимы с масштабом так называемого Великого переселения народов.

В ходе этих миграций создаются новые города, такие как, например, многочисленные города в Рудных горах Германии и Скалистых горах Северной Америки (Ледвилл, Криппл Крик, Сентрал Сити, Теллурайд, Силвертон в Колорадо, многочисленные городки в Нью Мексико и Юте, Ном на Аляске). К ним же принадлежит и город Иоханнесов – Иоханнесбург, крупнейший город Южной Африки, возникший на месте лагеря золотоискателей на месторождении Витватерсранд.

Одновременно с рудной лихорадкой возникает и совершенно новая инфраструктура всего района, прилегающего к вновь открытым месторождениям. Люди, решившие перевернуть свою жизнь, нуждаются в новых городах – портах и перевалочных пунктах на пути к районам золотой лихорадки, куда они прибывают на кораблях со всего мира (или до которых они добираются пешком). Таковы Доусон и Фейрбэнкс – города «на входе» в золотоносные районы Аляски. Так возник крупнейший тогда город и порт Тихоокеанского побережья США Сан Франциско, через который прокатывалась вся волна прибывающих со всего мира «фортинайнеров» (людей 49 года), Магадан «на входе» к золоторудным месторождениям Колымы.

Начать рассмотрение роли месторождений минерального сырья в истории человеческого общества надо, видимо, с того, к чему приводят открытия россыпных месторождений валютных металлов, в частности, золота. К этому же классу принадлежат и открытия особо богатых коренных месторождений других валютных металлов, включая месторождения серебра, а также «лихорадки», связанные с обнаружением месторождений алмазов. Тут важно то, что ценности в процессе их разработки создаются непосредственно в ходе ручной выемки руды или ее промывки.

Первый этап освоения месторождения почти всегда сопровождался поисковым Бумом – так называемой «лихорадкой», вызванной сенсационной случайной находкой. Чаще всего она связана с рудой драгоценных металлов или камней, и, в зависимости от ценного компонента руды, называется «золотой», «серебряной» или «алмазной»; термин «рудная лихорадка» непривычен. Ассоциируется это явление, как правило, с открытием россыпных месторождений – здесь не требуется крупных вложений в оборудование, нужны лишь физическая сила и, главное, желание человека раз и навсегда изменить свою судьбу. Поэтому такие открытия вызывают массовые людские миграции, что подробно описано в главе «Рудные лихорадки».

Потребность в рабочей силе – первое, что порождают новые месторождения. В бывшем Советском Союзе, в условиях практической крепостной зависимости и невозможности свободного перемещения городского населения, не говоря уже о сельском. Контрактным рабочим оплачивали переезд к новому месту жительства, давали повышенную зарплату и, главное, сохраняли драгоценную прописку по старому месту проживания. Строительство такого рода замещалось созданием системы каторжных лагерей ГУЛАГа в комбинации с оргнабором людей для работы по контрактам и комсомольскими призывами приезжать на работу на стройки пятилеток. Так создается целое созвездие горнорудных городов.

Одновременно с рудной лихорадкой возникает и совершенно новая инфраструктура всего района, прилегающего к вновь открытым месторождениям. Люди, решившие перевернуть свою жизнь, нуждаются в новых городах – портах и перевалочных пунктах на пути к районам охваченными лихорадкой, куда они прибывают на кораблях со всего мира, или до которых они добираются пешком. Таковы Доусон и Фейрбэнкс – города «на входе» в золотоносные районы Аляски. Так возник крупнейший тогда город и порт Тихоокеанского побережья США Сан Франциско, через который прокатывалась вся волна прибывающих со всего мира «фортинайнеров» (людей 49 года), и Магадан на входе в золотоносные районы Колымы.

Эксплуатация крупных месторождений олова подтолкнула изобретение бронзы и положила начало развития металлургической промышленности и литья. Открытие крупных месторождений серебра привело к полному изменению государственного строя, созданию Афинской демократии и победе греков в греко-персидских войнах, утверждению Саксонии и Богемии, как поставщиков серебра имперской Вене. Испания в результате поставок американского серебра становится мировым финансовым центром.

Судьба месторождений самого ценного сырья – алмазов ювелирного качества, – и их роль в жизни общества отражала специфику господствовавшей экономической системы. Недаром открытие алмазных месторождений Южной Африки имело своим результатом создание мировой монополии, контролировавшей добычу и сбыт алмазного сырья – компании Де Бирс, а открытие алмазов Сибири привело к криминальной попытке организации экспорта алмазов (см. глава 1.9).

Сливки руды сняты, бум стих. Теперь разработка месторождения меняет характер: как правило, нужно переходить к подземной выработке руды, обогащать руду и транспортировать ее к металлургическим заводам. Словом, требуются крупные капиталовложения. Теперь месторождения должны сами показать себя – насколько выгодна их дальнейшая разработка, насколько их содержимое отвечает запросам прогрессивных отраслей экономики и требованиям рынка.

Массовое поступление на рынок нового добытого сырья вызывает переход к принципиально новым технологиям (бронзовый век и начало металлургии), дает толчок промышленным революциям (как олово Корнуолла или калийные соли Германии (Mokyr and Strotz, 1998). Эксплуатация крупных месторождений олова привела к изобретению бронзы и положила начало развитию металлургической промышленности и литья. Исключительное использование древесины для угля в металлургии создало угрозу дефорестации обширных районов, прилегающих к металлургическим центрам, что обусловило переход к использованию ископаемых каменных углей в цветной и черной металлургии. Практически исчезли леса на Кипре, в Ливане, Закавказье, на Иберийском полуострове. Это, в свою очередь, привело к разработке бассейнов каменного угля и созданию в них крупных металлургических центров, как правило работавших на привозной руде, и металлоемкого производства. Примерами могут явиться угольный бассейн Уэльса (Великобритания), Рур (Германия), угольные бассейны Южной Бельгии и Донбасса (Украина). Прогрессирующая технология производства, сделавшая рентабельным использование руд с повышенным содержанием фосфора и серы, способствовала вовлечению в промышленный оборот железорудных месторождений Швеции. Британские металлургические заводы так нуждались в руде, что Англия взяла на себя сооружение железной дороги, открывшей возможность эксплуатации месторождений Кируны. Разработка железорудных месторождений Кируны определила нейтральный статус Швеции в двух мировых войнах. Усиленное использование в производстве черных металлов древесного угля привело к вовлечению в оборот железорудных месторождений Урала. Разработка технологии производства металла шла рука об руку с развитием самой технологии. Огромная потребность в металле делала уже на начальной стадии разработку железорудных месторождений зависимой от инфраструктуры. Железорудные месторождения Басконии, из металла которых были сделаны все знаменитые короткие римские мечи, основное оружие римской армии, малы и по запасам, и по содержаниям металла, но их было выгодно эксплуатировать, поскольку они лежали на удобных транспортных путях, и при их разработке можно было использовать местную дешевую рабскую силу.

Наконец, крупные месторождения минерального сырья определяли историческое развитие целых стран и огромных районов. Открытие Витватерсранда и алмазных месторождений Южной Африки ускорили падение колониализма (см. главы 1.8, 1.9).

Открытие крупных месторождений серебра привело к полному изменению государственного строя, к созданию Афинской демократии и победе греков в греко-персидских войнах (о роли открытия Лаврионских месторождений месторождений Латинской Америки привел к победе при Саламине, глава 1.8). Поток серебра из Америк привел к тому, что Испания становится мировым финансовым центром (глава 1.8).

Необходимость продолжения разработки месторождений в резко ухудшившихся горнотехнических условиях (при возросшем водопритоке и в связи с переходом на все более глубокие горизонты) была двигателем новых технических разработок. Не случайно то, что на этом пути были сделаны несколько наиболее судьбоносных технических изобретений:

1. Открытие пороха в Европе, обеспечившее резко ускоренную проходку скважин при разработке серебряных месторождений Рудных гор Саксонии и Богемии. Косвенным следствием этого изобретения явилась революция, связанная с применением пороха в военном деле.

2. Создание насосов, работающих от паровых двигателей для откачки воды с глубоких горизонтов оловянных месторождений Корнуолла знаменовало начало великой Индустриальной революции конца XVIII века, и обеспечило быстрое использование паровой энергии в промышленности (см. Гл. 1.4). Открытие и освоение месторождений редких металлов создало возможность коренных преобразований в технике, в первую очередь в военном деле, и создания авиационной промышленности.

3. Открытие и освоение месторождений калийных солей привело к коренному изменению в агротехнике. Применение минеральных удобрений свело на нет угрозу недостатка продуктов питания для растущего народонаселения планеты и обеспечило то, что получило наименование «зеленой революции» (Mokyr and Strotz, 1998).

4. Открытие и освоение месторождений нефти и газа обеспечило развитие химической промышленности, создание двигателей внутреннего сгорания.

5. Огромные новые возможности открылись в связи с развитием добычи и освоением месторождений радиоактивного сырья. Разработка месторождений уранового сырья в Рудных горах Саксонии непосредственно после Второй мировой войны создала возможность создания первой советской атомной бомбы, что определило возможность равновесия военных сил в обстановке холодной войны. С разработкой урановых месторождений связана и новая эпоха в развитии энергетики.

Наконец, крупные месторождения минерального сырья определяли историческое развитие целых стран и огромных районов. Открытие Витватерсранда и алмазных месторождений Южной Африки покончили с колониализмом в Африке (главы 1.7, 1.9).

В обеспечении сырьевой базы развития экономического прогресса состоит главная задача геологов. Все приведенные в различных главах этой книги материалы показывают, что экономическим преобразованиям всегда предшествовало обнаружение минеральных месторождений и, если необходимо, новых видов минерального сырья, обеспечивающих экономическое развитие. Такими были месторождения железа, обеспечившие создание металлоемкого производства; технические алмазы, давшие возможность высокой производительности металлорезания и бурения; олово, использование которого привело к созданию бронзы; медь, без которой была бы невозможна электротехника; калиевые соли, обеспечившие возможность «зеленой революции» и тем спасшие человечество от угрозы недостатка продуктов питания. Наконец, редкие металлы, использование которых лежит в основе современных технологий.

Нет ничего более ошибочного, чем представление о геологе, как о человеке, занимающемся исключительно преодолением трудностей полевой жизни. За последние две сотни лет истории геологи систематизировали основные типы месторождений полезных ископаемых и создали серию моделей их образования, сочетающих данные структурной геологии, генетической минералогии, физической химии, с учетом влияния планетарных факторов. Так было создано учение о геологии месторождений полезных ископаемых. Именно это способствовало успеху, и в итоге даже в резко усложнившихся условиях конца XIX – начала XX века была открыта серия крупнейших месторождений различного вида сырья, таких, как алмазные месторождения Южной Африки, крупнейшее золоторудное месторождение мира Витватерсранд, Криворожский железорудный бассейн, комплексные месторождения типа Седбери – Норильска I, Талнах и многие другие.

В главе 2.5 я не удержался от соблазна поместить галерею портретов замечательных людей, чьи труды сделали это возможным.

В XXI веке ситуация остаётся прежней, и потребность в различных видах сырья резко возросла, а количество относительно крупных, еще не открытых, месторождений резко уменьшилось. Обстановка, в которой протекают поиски, стала еще сложнее. Задачи же перед поисковиками и характер стимулирования результативности поиска, увы, остаются прежними, сугубо идеалистическими. Между тем процесс поиска резко усложнился.

Интенсивный рост мировой экономики и параллельное быстрое исчерпание количества относительно легко открываемых (и достаточно крупных) месторождений резко повышают требования к качеству геологоразведочных работ, освоению новых типов месторождений и сырья. Это ставит вопросы о необходимости усовершенствования системы профессионального обучения геологов и стимуляции открытия новых промышленных месторождений минерального сырья.

Совершенствование профессионального образования геологов представляет особую тему, выходящую за рамки настоящей работы. Отметим лишь настоятельную необходимость введения курсов, связанных с экономической оценкой разведанных месторождений, а также назревшую необходимость преподавания истории геологических наук.

На этом фоне вести к успеху могут только два пути:

Интенсификация и расширение образовательных курсов в процессе обучения.

Изменение методов стимулирования открытия, делающее открытие месторождения еще более желанным.

К большому сожалению, от решения судьбы крупнейших горнорудных объектов продолжают отстраняться ученые-геологи, профессионально наиболее компетентные в этих вопросах. Максимум, что они позволяют себе – давать научные консультации, решение же об освоении, по их мнению, должно принимать руководство страны (в частности, администрация Президента). Ни малейшей инициативы в организации проектов, даже прямо касающихся профессиональных научных интересов того или иного научного института, и речи не идет. Я непосредственно наблюдал это в отношении по крайней мере двух объектов: алмазов Попигайской котловины и редкоземельной минерализации массива Томтор. Когда я пишу этот текст, я стремлюсь только оставить личное свидетельство о том, что происходило на моих глазах на этих объектах мирового значения, считая это важным элементом истории науки.

Denver, Population, 2014.

Mokyr, J., and Strotz, R. H., 1998, The Second Industrial Revolution, 1870–1914.

Заключение

Использование минеральных богатств Земли – один из важнейших факторов, влияющих на пути развития человечества, его Историю. Иллюстрацией этой, в общем-то довольно очевидной, взаимосвязи могут служить истории открытия и освоения самих месторождений, описанные в первой части книги.

Первоначально движущим мотивом поиска месторождений был самый сильный из инстинктов – инстинкт самосохранения вида.

Последующие истории находок и освоения месторождений полезных ископаемых связаны с совершенствованием материалов для изготовления всевозможных орудий. Таким образом, с зарождения человеческого общества открытие новых месторождений минерального сырья выступало в роли генератора прогресса цивилизации. Так, разработка медных месторождений привела к созданию первого в истории нового синтетического материала – бронзы и зарождению металлургии; в разных частях света родились металлургические центры. Скачок из Каменного века в Бронзовый можно считать одной из первых промышленных революций, за которой последовал ряд других: развитие химии, создание летательных аппаратов и «зеленая революция». От медных сплавов был один шаг к Железному веку.

Прогрессирующая технология производства, сделавшая рентабельным использование железных руд с повышенным содержанием фосфора и серы, способствовала вовлечению в промышленный оборот железорудных месторождений Швеции. Британские металлургические заводы так нуждались в руде, что Англия взяла на себя сооружение железной дороги, открывшей возможность эксплуатации месторождений Кируны. Усиленное использование в производстве черных металлов древесного угля привело к вовлечению в оборот железорудных месторождений Урала. Разработка технологии производства металла шла рука об руку с развитием технологии промышленности в целом.

Огромная потребность в металле делала уже на начальной стадии разработку железорудных месторождений зависимой от инфраструктуры. Железорудные месторождения Басконии малы и по запасам и по содержаниям металла, но их было выгодно эксплуатировать, поскольку они лежали на удобных транспортных путях, и при их разработке можно было использовать местную дешевую рабскую силу.

Но особо интенсивное влияние минеральных месторождений на Историю началось с одного из величайших изобретений – введения денежного обмена и создания денег.

Открытие крупных месторождений серебра привело к полному изменению государственного строя Афин, созданию Афинской демократии и победе греков в греко-персидских войнах, утверждению Саксонии и Богемии как поставщиков серебра имперской Вене. Испания в результате поставок американского серебра становится мировым финансовым центром.

Судьба месторождений самого ценного сырья – алмазов ювелирного качества, – отражала специфику господствовавшей экономической системы и личные качества владельцев месторождений. Недаром открытие алмазных месторождений Южной Африки имело своим результатом создание мировой монополии, контролировавшей добычу и сбыт алмазного сырья – компании Де Бирс, а открытие алмазов Сибири привело к криминальной попытке организации экспорта алмазов.

Крупные месторождения минерального сырья определяли историческое развитие целых стран и огромных районов. Разработка железорудных месторождений Кируны определила нейтральный статус (и судьбу) Швеции в двух мировых войнах. Открытие Витватерсранда и алмазных месторождений Южной Африки покончили с колониализмом в Африке.

Другой стороной эксплуатации минеральных богатств предстает сложная проблема сохранения природы и обеспечение опережающего роста запасов наиболее перспективных видов минерального сырья.

Изначально разработка минеральных ресурсов приводила к необратимым изменениям лика Земли. Исключительное использование древесины для угля в металлургии создало угрозу дефорестации обширных районов, прилегающих к металлургическим центрам. Практически исчезли леса на Кипре, в Ливане, Закавказье, на Иберийском полуострове. В результате произошел переход к использованию ископаемых каменных углей в цветной и черной металлургии. Это, в свою очередь, привело к разработке бассейнов каменного угля и созданию в них крупных, как правило, работавших на привозной руде, металлургических центров и металлоемкого производства. Примерами могут явиться угольный бассейн Уэльса (Великобритания), Рур (Германия), угольные бассейны Южной Бельгии и Донбасса (юг России). За открытием новых месторождений стоят люди, которых я чисто условно называю Геологами, но они конечно же в прямом смысле этого слова не были ими (как не было и самой науки о Земле). «Док» Уильямсон был редким исключением среди них. Помимо мечты созидателей их общей чертой было понимание перспектив развития экономики и ее нужд. Именно это уравнивает Кадма и Поля, Рокефеллера и Родса.

История показала, что все апокалиптические предсказания близкого исчерпания запасов различных видов сырья оказались ложными. Это и есть главный результат большой творческой работы геологов.

Нет ничего более ошибочного, чем представление о геологе, как о человеке, занимающемся исключительно преодолением трудностей полевой жизни. За последние двести лет истории геологи систематизировали основные типы месторождений полезных ископаемых и создали серию моделей их образования, сочетающих данные структурной геологии, генетической минералогии, физ. химии с учетом влияния планетарных факторов. Так было создано учение о геологии месторождений полезных ископаемых.

Прогресс экономики привел к быстрому истощению количества богатых и относительно легко открываемых месторождений. Результатом этого явилось вовлечение в поисковые работы все новых и новых территорий как на суше так и на дне морей и океанов. Одновременно резко увеличилась глубина бурения. Средняя глубина нефтяных скважин в США в начале XX века составляла от десятков до первых сотен метров, сегодня она равна 1000–1500 метров. Интенсивная эксплуатация недр сделала защиту природы и ограничения воздействия на окружающую среду насущной необходимостью. В связи с этим встает вопрос о моральной ответственности геологов за сохранение планеты Земля, в точности та же проблема, что встала перед физиками-ядерщиками после создания ядерного оружия.

Создание здоровой моральной атмосферы настоятельно требует запрета практики приписывания административных чиновников в соавторы научных работ. Мне кажется что Российская Академия могла бы взять на себя инициативу в этом, публикуя в открытой печати имена нарушителей.